EP1890021A1 - Method for converting a diesel engine for liquid gas, combustion engine and actuating device for operating a combustion motor with liquid gas - Google Patents

Method for converting a diesel engine for liquid gas, combustion engine and actuating device for operating a combustion motor with liquid gas Download PDF

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EP1890021A1
EP1890021A1 EP07114125A EP07114125A EP1890021A1 EP 1890021 A1 EP1890021 A1 EP 1890021A1 EP 07114125 A EP07114125 A EP 07114125A EP 07114125 A EP07114125 A EP 07114125A EP 1890021 A1 EP1890021 A1 EP 1890021A1
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diesel
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Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine, in particular for the drive of commercial vehicles, which is operated with LPG according to the Otto method.
  • the invention further relates to a method for converting an operated according to the diesel method internal combustion engine with a diesel engine control unit on a liquefied petroleum gas operation and a corresponding control unit for operating a standard diesel engine with an electronic diesel engine control unit with LPG.
  • LPG powered engines are known in the art, especially for driving passenger cars.
  • both already equipped with a liquid-gas drive standard vehicles are known as well as a conversion of gasoline engines to drive with LPG, which is comparatively easy.
  • diesel engines are still the most popular type of drive.
  • An extension of the gas engines, however, is desirable for both environmental and technical reasons.
  • the object of the invention is to propose a method for converting a standard diesel engine for a monovalent LPG drive, a control unit for operating the internal combustion engine with LPG and a corresponding converted internal combustion engine.
  • an internal combustion engine in particular for driving commercial vehicles, is operated with liquefied petroleum gas using the Otto process.
  • the internal combustion engine is a standard diesel engine with a diesel engine control unit that has been converted for monovalent liquefied gas operation.
  • the diesel engine is provided with an ignition system and a gas engine control unit.
  • the diesel engine is additionally assigned an electronic control unit, which converts an output of the diesel engine control unit into an input variable of the gas engine control unit.
  • An inventive control unit has an electronic circuit, by means of which an output variable of the diesel engine control unit can be converted into an input variable of the gas engine control unit.
  • the conversion according to the invention makes it possible to comply with stricter emission standards and particulate matter regulations. In addition, when operating with LPG and a smoother running of the engine achievable, so that the Noise emissions can be reduced.
  • the conversion of a diesel engine according to the invention to liquefied gas operation also makes commercial vehicles particularly economical to operate.
  • the diesel engine In order to operate the standard diesel engine with LPG, the diesel engine an ignition system and a gas engine control unit is assigned. Furthermore, the diesel engine is associated with an electronic control unit which converts an output of the diesel engine control unit into an input variable of the gas engine control unit. This makes it possible in a comfortable way to implement the quality-controlled mixture formation of the diesel engine for liquefied natural gas drive in a quantity-controlled mixture formation.
  • a throttle valve is assigned to the diesel engine during the conversion. The opening of the throttle valve is in this case controlled by the gas engine control unit, which receives the opening information for the throttle valve by an output variable of the control device according to the invention.
  • the at least one output of the diesel engine control unit is an injection signal of a cylinder of the diesel engine.
  • This output variable of the diesel engine control unit also forms an input variable of the control unit according to the invention, from which the opening information for the throttle valve can be determined by means of the electronic circuit.
  • four output variables of the diesel engine control unit in particular injection signals of four cylinders of the diesel engine, can be processed by means of the electronic circuit.
  • an average value is preferably formed from the determined values of the up to four cylinders for further processing.
  • control unit has up to six input stages. As a result, an optimal determination of the output variables of the diesel engine control unit is possible.
  • the input stages of the control unit correspond in their electrical properties to the standard injection elements of the diesel engine.
  • the standard diesel engine control unit does not recognize the absence of the standard injection elements, so that the diesel engine control unit can still continue to operate without errors.
  • a diesel injection quantity can be determined.
  • the period of the injection signals of up to four freely selectable cylinders is detected and evaluated.
  • the speed of the motor can be determined by means of the electronic circuit from the output variables of the diesel engine control unit. Depending on the diesel injection quantity or the period of the injection signals and the rotational speed, finally, the output signal of the control unit can be determined.
  • control unit has an output module for output variables of the control unit. It is particularly advantageous if an output variable of the control unit is an analog DC voltage which forms an input variable of the gas engine control unit.
  • an output variable of the control unit is an analog DC voltage which forms an input variable of the gas engine control unit. This makes it possible to determine from the injection signals of the diesel engine control unit, a diesel injection amount, which corresponds to a signal of a standard pedal encoder. From the electronic circuit an output variable of the control unit is determined from this, which is output as an analog DC voltage via the output module of the control unit.
  • the analog DC voltage is proportional to a diesel injection quantity determined by means of the electronic circuit.
  • the analog DC voltage signal also forms an input variable of the gas engine control unit and thereby replaces an input signal of a pedal value transmitter.
  • a further output variable of the control device is a DC voltage that runs counter to the analog DC voltage. This can be used to make use of diagnostic options of the gas engine control unit.
  • an output variable of the control device is an injection signal for an additive injection valve.
  • the injection signal for the additive injection valve in response to a predetermined number of crankshaft revolutions can be output.
  • the number of crankshaft revolutions is preferably also determined by the control unit from the injection signals of a cylinder.
  • an error signal can be output by means of the output module. This then controls, for example, a signal light.
  • control unit has an interface for an external computer. By connecting an external computer, it is both possible to represent the stored in the electronic circuit relationships, as well as to make changes to these.
  • the electronic circuit is programmable by means of an application software by the external computer.
  • the relationship between the period of the Injection signals, the engine speed and the output voltage to be output for controlling the throttle valve is freely programmable.
  • injection duration and injection times for the additive injection can be set via the application software.
  • the electronic circuit is changeable during driving operation.
  • the external computer while driving the current information of the control unit can be displayed and also changed.
  • an adaptation of the electronic circuit in a particularly simple manner possible.
  • the electronic circuit is real-time capable. As a result, the output signal without noticeable delay to adapt to a changed period of the injection signals.
  • pistons of the standard diesel engine are replaced by pistons, which are optimized for liquefied gas combustion.
  • pistons which are optimized for liquefied gas combustion.
  • a converted internal combustion engine in this case is the geometry of the pistons of the internal combustion engine for the combustion of LPG educated.
  • a special piston recess is provided, which ensures optimal combustion of the liquefied gas.
  • holes for spark plugs are introduced into a cylinder head of the standard diesel engine. These are incorporated in the area of the diesel injection nozzle and the water jacket.
  • the internal combustion engine is assigned an OT transmitter for monitoring the rotational position of the engine.
  • This can for example be designed as a crankshaft inductive sensor.
  • the internal combustion engine in the exhaust system is assigned a lambda probe, which allows a regulation of the combustion air ratio.
  • Figure 1 shows a system for mixture regulation of an internal combustion engine according to the invention in a schematic representation.
  • the standard device 1 for engine control is hereby included with a dashed line.
  • the diesel engine control unit 2 is in constant communication with a transmission control unit 4, which controls a transmission 5 according to the information of a circuit 6 of the vehicle.
  • the transmission control unit 4 is connected to a clutch 11.
  • a 6-cylinder engine is shown as an internal combustion engine, so that the diesel engine control unit outputs six output signals 7, which serve as injection signals for controlling the injection elements of the diesel engine in the standard state of the diesel engine.
  • the invention provides that the ignition system 9 is assigned to the diesel engine.
  • corresponding holes are introduced in the standard cylinder head of the diesel engine (not shown here) in the region of the diesel injection nozzle and the water jacket, in which spark plugs can be arranged.
  • a bushing is preferably screwed, in which in turn the spark plug can be used.
  • a socket is provided, which is insertable into the valve cover.
  • the diesel engine is associated with a gas engine control unit 10 to allow for the operation with liquid gas quantitative mixture regulation by the Otto process.
  • the diesel engine is this provided in the intake manifold with a throttle valve 12 to regulate the cylinder filling can.
  • the opening of the throttle valve 12 is determined by the gas engine control unit 10.
  • special pistons 13 are used, which have an optimized for the combustion of LPG piston recess.
  • the compression ratio of the engine is significantly reduced, which also significantly reduces the engine load.
  • the retrofitted engine also has a catalytic converter 14 and a lambda probe 15, which in the present case is arranged in front of the catalytic converter 14.
  • a further lambda probe 15 ' may be arranged downstream of the catalytic converter 14.
  • various sensors are provided which detect the operating state of the engine and give as signals to the gas engine control unit 10.
  • a temperature sensor 16 is provided, which detects the temperature of the intake air
  • a temperature sensor 17 for detecting the cooling water temperature
  • a pressure sensor 18 for measuring the intake manifold pressure or monitoring a turbocharging.
  • an OT transmitter 20 for monitoring the rotational position of the engine is arranged.
  • Another sensor 21 may be provided for monitoring the camshaft position.
  • sensors for monitoring oil pressure and oil temperature such as the gas pressure and the liquid gas level (not shown here) are available in a known manner.
  • injection valves 22 which are controlled by the gas engine control unit 10 and are arranged in the intake manifold.
  • injection valves 22 injection systems can be used for LPG injection.
  • Liquefied gas tank systems can be mounted in a known manner on buses underfloor or even on the roof. In trucks next to a mounting on a side frame is possible.
  • An advantage of the conversion of diesel engines here is that the standard existing diesel engine control unit 2 is maintained and thus all safety-related processes such. B. an ABS intervention, remain fully functional.
  • a further control device 25 is provided, which converts the amount information or the injection signals of the diesel engine control unit 2 into an input variable 26 for the gas engine control unit 10, which in turn forms an opening information for the throttle valve 12.
  • the control device 25 comprises an electronic circuit 26, by means of which one or more output variables 7 of the diesel engine control unit 2 in an input variable 26 of the gas engine control unit 10 can be implemented.
  • the control unit 25 has preferably 6 input stages 27 and a signal conditioning device 28 which processes the input variables 8 of the control unit 25 and the output variables 7 of the diesel engine control unit 2.
  • the output variable of the control unit 25 is output via an output module 29.
  • Output variables 7 of the diesel control unit are the injection signals for the six cylinders of the illustrated 6-cylinder engine.
  • the control unit 25 detects the period of the injection signals in order to determine from this a diesel injection quantity. An evaluation of the injection quantity is possible for all six input stages 27. Preferably, however, the controller 25 determines the diesel injection amount from the injection signals of up to four freely selectable cylinders. From this, an average value is preferably formed for the further processing in the electronic circuit 24, which represents the current driving state. Care must be taken to measure at a sufficiently high sampling rate.
  • an analog DC voltage is output by the output module 29, which is proportional to the determined amount of diesel injection. This is preferably in the range of 0 to 5 volts and simultaneously forms an input variable 26 for the gas engine control unit 10.
  • the input signal 26 for the gas engine control unit 10 thus replaces the signal of a pedal value transmitter 3.
  • Pedalwertgeber 3 is preferably a pedal encoder 3 is used with a double potentiometer, whereby both the control of the throttle and an error monitoring is possible.
  • a double potentiometer can be emulated by outputting a further output variable by the output module, wherein one of the input variable 26 of the gas engine control unit 10 opposite DC voltage 26 ', in the range of 5 to 0 volts is given out.
  • an injection signal 30 for an additive injection valve 31 can be output by the output module 29.
  • the injection of the additive takes place after a predefinable number of revolutions of the crankshaft.
  • the information about the revolutions of the crankshaft receives the control unit 25 from the injection signals of a cylinder.
  • the injection of the additive preferably takes place every 720 °.
  • the injection duration of the additive in the electronic circuit 24 is programmable.
  • an error signal 33 for controlling a signal lamp 34 can be output in the event of an error.
  • the input stages 27 In order to be able to operate the diesel engine control unit 2 without errors despite the conversion, the input stages 27 must have the same electrical characteristics as the standard diesel injection elements, as shown by the arrows 33.
  • the electronic circuit 24 In addition to determining the amount of diesel injection from the output signals 7 of the diesel engine control unit 2, the electronic circuit 24 also calculates the engine speed. This is used together with the period of the injection signals for the determination of the DC voltage for driving the throttle valve 12. The connection between the period of the injection signals, the speed and the output voltage is preferably stored in a map in the electronic circuit 24. This is preferably freely programmable.
  • the control unit 25 further has an interface 35 for an external computer 36.
  • the external computer 36 with the aid of an application software 37, the relationship between period, speed and the output voltage can be programmed.
  • the injection duration and the frequency of injection of the additive can be set via the application software 37.
  • Such a change of the parameters of the electronic circuit 24 is preferably also possible during the driving operation.
  • Via the interface 35 in this case a bidirectional communication is possible, from the electronic circuit 24 constantly the current period of the injection quantity of the diesel engine control unit 2, the current engine speed and the current output voltage to the gas engine control unit 10 are sent.
  • the application software 37 the count of the crankshaft revolutions, the additive injection duration and optionally an error status can be transmitted.
  • the selection of the four cylinders used for evaluating the injection signals is to be determined and transmitted via the interface 35 to the electronic circuit 24.
  • the characteristic map stored in the electronic circuit 24 preferably has a plurality of regions which are dependent on a load state of the engine and which can be set independently of one another.
  • the controller 25 has six input stages 27 and is provided for operation with a 6-cylinder engine. Modifications of the number of input stages 27 and the number of evaluated output signals 7 are also possible.
  • the control unit 25 shown here can also be used for 4-cylinder engines, wherein the injection signals all four cylinders can be evaluated or freely programmable only those of two cylinders. In order to operate an 8-cylinder engine, for example, two control units 25 may each be used in 4-cylinder mode.
  • the input signal 26 for the gas engine control unit 10 is formed here only by a single control unit 25.
  • the electronic circuit 24 is preferably real-time capable to implement changes in the injection signals without time delays in a change in the throttle position.
  • control unit 25 is provided with a safety device. It must be ensured by this that the DC voltage output by the output module 29 does not erroneously remain at too high a value in order to avoid uncontrolled operating states of the motor. In the event of a fault, the output voltage must always be set to zero by the safety device, causing the motor to idle.
  • the internal combustion engine according to the invention By means of the internal combustion engine according to the invention and the control device 25 according to the invention, it is possible to convert a standard diesel engine for operation with LPG in such a way that it can be operated very economically. As a result, significant improvements in terms of exhaust emissions and particulate matter are possible.
  • the standard diesel engine control unit 2 can be maintained in this case, so that essential vehicle functions such as ABS are still available.

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Abstract

The combustion engine is equipped for operation with the monovalent liquid gas which is a standard diesel gas engine having a diesel engine control device (2). An ignition system and a gas engine control device (10) are assigned to diesel engine. An electronic control device (25) is assigned to the diesel engine, which converts an initial value (7) of the diesel enginecontrol device into an input value (26) of the gas engine control device. Independent claims are also included for the following: (1) a controller for monovalent operation of combustion engine (2) a method for converting combustion engine operated after the diesel operation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere zum Antrieb von Nutzfahrzeugen, welcher mit Flüssiggas nach dem Otto-Verfahren betrieben ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Umrüsten eines nach dem Diesel-Verfahren betriebenen Verbrennungsmotors mit einem Dieselmotorsteuergerät auf einen Betrieb mit Flüssiggas nach dem Otto-Verfahren sowie ein entsprechendes Steuergerät zum Betreiben eines serienmäßigen Dieselmotors mit einem elektronischen Dieselmotorsteuergerät mit Flüssiggas.The present invention relates to an internal combustion engine, in particular for the drive of commercial vehicles, which is operated with LPG according to the Otto method. The invention further relates to a method for converting an operated according to the diesel method internal combustion engine with a diesel engine control unit on a liquefied petroleum gas operation and a corresponding control unit for operating a standard diesel engine with an electronic diesel engine control unit with LPG.

Flüssiggasbetriebene Motoren sind im Stand der Technik insbesondere zum Antrieb von Personenkraftwagen bekannt. Hierbei sind sowohl bereits serienmäßig mit einem Flüssiggasantrieb ausgestattete Fahrzeuge bekannt sowie eine Umrüstung von Ottomotoren auf Antrieb mit Flüssiggas, welche vergleichsmäßig problemlos möglich ist. Im Bereich von Nutzfahrzeugen sind nach wie vor Dieselmotoren die verbreitetste Antriebsart. Eine Ausweitung der Gasantriebe ist jedoch sowohl aus umweltpolitischen wie auch aus technischen Gründen wünschenswert.LPG powered engines are known in the art, especially for driving passenger cars. Here, both already equipped with a liquid-gas drive standard vehicles are known as well as a conversion of gasoline engines to drive with LPG, which is comparatively easy. In the field of commercial vehicles, diesel engines are still the most popular type of drive. An extension of the gas engines, however, is desirable for both environmental and technical reasons.

Während sich die Umrüstung von Ottomotoren auf Flüssiggasantrieb vergleichsweise unproblematisch gestaltet, ist eine Umrüstung eines Dieselmotors auf Flüssiggasantrieb problematisch, da dieser erst auf das Otto-Verfahren umgerüstet werden müsste. Im Stand der Technik sind zur Umrüstung von Dieselmotoren auf Flüssiggasantrieb lediglich bivalente Konzepte bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, einen Dieselmotor mit Gas zu betreiben, wobei zur Einleitung der Zündung eine geringe Menge Dieselkraftstoff eingespritzt wird. Hierdurch ist dann das Gas entzündbar.While the conversion of gasoline engines to liquefied gas drive comparatively unproblematic designed, a conversion of a diesel engine to LPG is problematic, since this would have to be converted to the gasoline process. In the prior art, only bivalent concepts are known for conversion of diesel engines to LPG. For example, it is known to use a diesel engine with gas too operate, with a small amount of diesel fuel is injected to initiate the ignition. As a result, then the gas is flammable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Umrüsten eines serienmäßigen Dieselmotors für einen monovalenten Flüssiggasantrieb vorzuschlagen, ein Steuergerät zum Betreiben des Verbrennungsmotors mit Flüssiggas sowie einen entsprechenden umgerüsteten Verbrennungsmotor.The object of the invention is to propose a method for converting a standard diesel engine for a monovalent LPG drive, a control unit for operating the internal combustion engine with LPG and a corresponding converted internal combustion engine.

Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The object is solved with the features of the independent claims.

Ein Verbrennungsmotor, insbesondere zum Antrieb von Nutzfahrzeugen, ist mit Flüssiggas nach dem Otto-Verfahren betrieben. Erfindungsgemäß ist der Verbrennungsmotor ein für den monovalenten Flüssiggasbetrieb umgerüsteter, serienmäßiger Dieselmotor mit einem Dieselmotorsteuergerät. Bei einem Verfahren zum Umrüsten eines nach dem Diesel-Verfahren betriebenen Verbrennungsmotors mit einem Dieselmotorsteuergerät auf einen Betrieb mit Flüssiggas nach dem Otto-Verfahren wird erfindungsgemäß der Dieselmotor mit einer Zündanlage und einem Gasmotorsteuergerät versehen. Dem Dieselmotor wird zusätzlich ein elektronisches Steuergerät zugeordnet, welches eine Ausgangsgröße des Dieselmotorsteuergerätes in eine Eingangsgröße des Gasmotorsteuergeräts umsetzt. Ein erfindungsgemäßes Steuergerät weist eine elektronische Schaltung auf, mittels welcher eine Ausgangsgröße des Dieselmotorsteuergeräts in eine Eingangsgröße des Gasmotorsteuergeräts umsetzbar ist. Mittels des erfindungsgemäßen Steuergerätes ist es möglich, einen serienmäßigen Dieselmotor für einen Betrieb mit Flüssiggas nach dem Otto-Verfahren umzurüsten. Vorteilhaft hierbei ist es, dass das serienmäßige Dieselmotorsteuergerät, welches auf weitere Einrichtungen zur Fahrzeugsteuerung, wie beispielsweise ein ABS-System, wirkt, erhalten bleibt.An internal combustion engine, in particular for driving commercial vehicles, is operated with liquefied petroleum gas using the Otto process. According to the invention, the internal combustion engine is a standard diesel engine with a diesel engine control unit that has been converted for monovalent liquefied gas operation. In a method for converting an operated according to the diesel method internal combustion engine with a diesel engine control unit to operate with LPG gas by the Otto method according to the invention the diesel engine is provided with an ignition system and a gas engine control unit. The diesel engine is additionally assigned an electronic control unit, which converts an output of the diesel engine control unit into an input variable of the gas engine control unit. An inventive control unit has an electronic circuit, by means of which an output variable of the diesel engine control unit can be converted into an input variable of the gas engine control unit. By means of the control device according to the invention, it is possible to convert a standard diesel engine for operation with LPG according to the Otto process. The advantage here is that the standard diesel engine control unit, which acts on other means for vehicle control, such as an ABS system, is maintained.

Durch die erfindungsgemäße Umrüstung ist es möglich, strengere Abgasnormen und Feinstaubvorschriften zu erfüllen. Daneben ist beim Betrieb mit Flüssiggas auch eine größere Laufruhe der Motoren erreichbar, so dass die Lärmemissionen gesenkt werden können. Durch die erfindungsgemäße Umrüstung eines Dieselmotors auf Flüssiggasbetrieb lassen sich Nutzfahrzeuge darüber hinaus besonders wirtschaftlich betreiben.The conversion according to the invention makes it possible to comply with stricter emission standards and particulate matter regulations. In addition, when operating with LPG and a smoother running of the engine achievable, so that the Noise emissions can be reduced. The conversion of a diesel engine according to the invention to liquefied gas operation also makes commercial vehicles particularly economical to operate.

Um den serienmäßigen Dieselmotor mit Flüssiggas betreiben zu können, ist dem Dieselmotor eine Zündanlage und ein Gasmotorsteuergerät zugeordnet. Weiterhin ist dem Dieselmotor ein elektronisches Steuergerät zugeordnet, welches eine Ausgangsgröße des Dieselmotorsteuergerätes in eine Eingangsgröße des Gasmotorsteuergerätes umsetzt. Hierdurch ist es in komfortabler Weise möglich, die qualitätsgeregelte Gemischbildung des Dieselmotor für den Flüssiggasantrieb in eine quantitätsgeregelte Gemischbildung umzusetzen. Um die Zylinderfüllung regulieren zu können, wird bei der Umrüstung dem Dieselmotor eine Drosselklappe zugeordnet. Die Öffnung der Drosselklappe ist hierbei durch das Gasmotorsteuergerät ansteuerbar, welches die Öffnungsinformation für die Drosselklappe durch eine Ausgangsgröße des erfindungsgemäßen Steuergerätes erhält.In order to operate the standard diesel engine with LPG, the diesel engine an ignition system and a gas engine control unit is assigned. Furthermore, the diesel engine is associated with an electronic control unit which converts an output of the diesel engine control unit into an input variable of the gas engine control unit. This makes it possible in a comfortable way to implement the quality-controlled mixture formation of the diesel engine for liquefied natural gas drive in a quantity-controlled mixture formation. In order to be able to regulate the cylinder filling, a throttle valve is assigned to the diesel engine during the conversion. The opening of the throttle valve is in this case controlled by the gas engine control unit, which receives the opening information for the throttle valve by an output variable of the control device according to the invention.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Ausgangsgröße des Dieselmotorsteuergerätes ein Einspritzsignal eines Zylinders des Dieselmotors. Diese Ausgangsgröße des Dieselmotorsteuergerätes bildet zugleich eine Eingangsgröße des erfindungsgemäßen Steuergerätes, aus welcher mittels der elektronischen Schaltung die Öffnungsinformation für die Drosselklappe ermittelbar ist.Preferably, the at least one output of the diesel engine control unit is an injection signal of a cylinder of the diesel engine. This output variable of the diesel engine control unit also forms an input variable of the control unit according to the invention, from which the opening information for the throttle valve can be determined by means of the electronic circuit.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mittels der elektronischen Schaltung vier Ausgangsgrößen des Dieselmotorsteuergerätes, insbesondere Einspritzsignale von vier Zylindern des Dieselmotors, verarbeitbar. Vorzugsweise wird hierbei aus den ermittelten Werten der bis zu vier Zylinder für die weitere Verarbeitung ein Mittelwert gebildet.According to a preferred embodiment of the invention, four output variables of the diesel engine control unit, in particular injection signals of four cylinders of the diesel engine, can be processed by means of the electronic circuit. In this case, an average value is preferably formed from the determined values of the up to four cylinders for further processing.

Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät bis zu sechs Eingangsstufen aufweist. Hierdurch ist eine optimale Ermittlung der Ausgangsgrößen des Dieselmotorsteuergerätes möglich.It is advantageous if the control unit has up to six input stages. As a result, an optimal determination of the output variables of the diesel engine control unit is possible.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Eingangsstufen des Steuergerätes in ihren elektrischen Eigenschaften den serienmäßigen Einspritzelementen des Dieselmotors entsprechen. Das serienmäßige Dieselmotorsteuergerät erkennt hierdurch das Fehlen der serienmäßigen Einspritzelemente nicht, so dass das Dieselmotorsteuergerät dennoch fehlerfrei weiterbetrieben werden kann.In particular, it is advantageous if the input stages of the control unit correspond in their electrical properties to the standard injection elements of the diesel engine. The standard diesel engine control unit does not recognize the absence of the standard injection elements, so that the diesel engine control unit can still continue to operate without errors.

Daneben ist es vorteilhaft, wenn mittels der elektronischen Schaltung aus den Eingangsgrößen des Dieselmotorsteuergerätes eine Dieseleinspritzmenge ermittelbar ist. Vorzugsweise wird hierzu die Periodendauer der Einspritzsignale von bis zu vier frei wählbaren Zylindern erfasst und ausgewertet.In addition, it is advantageous if by means of the electronic circuit from the input variables of the diesel engine control unit, a diesel injection quantity can be determined. Preferably, for this purpose, the period of the injection signals of up to four freely selectable cylinders is detected and evaluated.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mittels der elektronischen Schaltung aus den Ausgangsgrößen des Dieselmotorsteuergerätes die Drehzahl des Motors ermittelbar ist. In Abhängigkeit der Dieseleinspritzmenge bzw. der Periodendauer der Einspritzsignale sowie der Drehzahl kann schließlich das Ausgangssignal des Steuergerätes ermittelt werden.Furthermore, it is advantageous if the speed of the motor can be determined by means of the electronic circuit from the output variables of the diesel engine control unit. Depending on the diesel injection quantity or the period of the injection signals and the rotational speed, finally, the output signal of the control unit can be determined.

Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät ein Ausgabemodul für Ausgangsgrößen des Steuergerätes aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Ausgangsgröße des Steuergerätes eine analoge Gleichspannung ist, welche eine Eingangsgröße des Gasmotorsteuergerätes bildet. Hierdurch ist es möglich, aus den Einspritzsignalen des Dieselmotorsteuergerätes eine Dieseleinspritzmenge zu ermitteln, welche einem Signal eines serienmäßigen Pedalwertgebers entspricht. Durch die elektronische Schaltung wird hieraus eine Ausgangsgröße des Steuergerätes ermittelt, welche als analoge Gleichspannung über das Ausgabemodul des Steuergerätes ausgegeben wird. Vorzugsweise ist die analoge Gleichspannung proportional einer mittels der elektronischen Schaltung ermittelten Dieseleinspritzmenge. Das analoge Gleichspannungssignal bildet zugleich eine Eingangsgröße des Gasmotorsteuergerätes und ersetzt hierdurch ein Eingangssignal eines Pedalwertgebers.It is advantageous if the control unit has an output module for output variables of the control unit. It is particularly advantageous if an output variable of the control unit is an analog DC voltage which forms an input variable of the gas engine control unit. This makes it possible to determine from the injection signals of the diesel engine control unit, a diesel injection amount, which corresponds to a signal of a standard pedal encoder. From the electronic circuit an output variable of the control unit is determined from this, which is output as an analog DC voltage via the output module of the control unit. Preferably the analog DC voltage is proportional to a diesel injection quantity determined by means of the electronic circuit. The analog DC voltage signal also forms an input variable of the gas engine control unit and thereby replaces an input signal of a pedal value transmitter.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn eine weitere Ausgangsgröße des Steuergerätes eine zu der analogen Gleichspannung gegenläufige Gleichspannung ist. Diese kann verwendet werden, um Diagnosemöglichkeiten des Gasmotorsteuergerätes nutzen zu können.According to another embodiment of the invention, it is advantageous if a further output variable of the control device is a DC voltage that runs counter to the analog DC voltage. This can be used to make use of diagnostic options of the gas engine control unit.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Ausgangsgröße des Steuergerätes ein Einspritzsignal für ein Additiveinspritzventil ist. Vorzugsweise ist hierbei das Einspritzsignal für das Additiveinspritzventil in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen ausgebbar. Die Anzahl der Kurbelwellenumdrehungen ist vorzugsweise durch das Steuergerät ebenfalls aus den Einspritzsignalen eines Zylinders ermittelbar. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine Additiveinspritzung alle 720° KW vorzunehmen.Furthermore, it is advantageous if an output variable of the control device is an injection signal for an additive injection valve. Preferably, in this case, the injection signal for the additive injection valve in response to a predetermined number of crankshaft revolutions can be output. The number of crankshaft revolutions is preferably also determined by the control unit from the injection signals of a cylinder. In particular, it is advantageous to carry out an additive injection every 720 ° CA.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn mittels des Ausgabemoduls ein Fehlersignal ausgebbar ist. Dieses steuert dann beispielsweise eine Signalleuchte an.According to another embodiment of the invention, it is advantageous if an error signal can be output by means of the output module. This then controls, for example, a signal light.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät eine Schnittstelle für einen externen Rechner aufweist. Durch den Anschluss eines externen Rechners ist es sowohl möglich, die in der elektronischen Schaltung hinterlegten Zusammenhänge darzustellen, wie auch Veränderungen an diesen vorzunehmen.Another advantageous development of the invention provides that the control unit has an interface for an external computer. By connecting an external computer, it is both possible to represent the stored in the electronic circuit relationships, as well as to make changes to these.

Vorzugsweise ist die elektronische Schaltung mittels einer Applikationssoftware durch den externen Rechner programmierbar. Insbesondere ist es hierbei vorteilhaft, wenn der Zusammenhang zwischen der Periodendauer der Einspritzsignale, der Motordrehzahl sowie der auszugebenden Ausgangsspannung zur Ansteuerung der Drosselklappe frei programmierbar ist. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn Einspritzdauer und Einspritzzeiten für die Additiveinspritzung über die Applikationssoftware einstellbar sind.Preferably, the electronic circuit is programmable by means of an application software by the external computer. In particular, it is advantageous if the relationship between the period of the Injection signals, the engine speed and the output voltage to be output for controlling the throttle valve is freely programmable. Likewise, it is advantageous if injection duration and injection times for the additive injection can be set via the application software.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn in der elektronischen Schaltung ein Kennfeld hinterlegt ist zur Umsetzung der Ausgangsgrößen des Dieselmotorsteuergerätes in eine Eingangsgröße des Gasmotorsteuergerätes. Hierdurch ist es auch möglich, das Ausgangssignal des Steuergerätes in Abhängigkeit von einem Lastzustand des Motors auszugeben.It is particularly advantageous if a map is stored in the electronic circuit for the implementation of the output variables of the diesel engine control unit in an input of the gas engine control unit. This also makes it possible to output the output signal of the control unit as a function of a load condition of the engine.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die elektronische Schaltung während des Fahrbetriebes veränderbar ist. Durch den externen Rechner sind während des Fahrbetriebes die aktuellen Informationen des Steuergerätes anzeigbar und auch änderbar. Hierdurch ist eine Anpassung der elektronischen Schaltung in besonders einfacher Weise möglich.It is particularly advantageous here if the electronic circuit is changeable during driving operation. By the external computer while driving the current information of the control unit can be displayed and also changed. As a result, an adaptation of the electronic circuit in a particularly simple manner possible.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die elektronische Schaltung echtzeitfähig. Hierdurch ist das Ausgangssignal ohne spürbaren Zeitverzug an eine veränderte Periodendauer der Einspritzsignale anzupassen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the electronic circuit is real-time capable. As a result, the output signal without noticeable delay to adapt to a changed period of the injection signals.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn für die Umrüstung eines serienmäßigen Dieselmotors das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors gegenüber dem serienmäßigen Dieselmotor reduziert ist. Eine klopfende Verbrennung kann hierdurch vermieden werden.It is also advantageous if the compression ratio of the internal combustion engine compared to the standard diesel engine is reduced for the conversion of a standard diesel engine. A knocking combustion can be avoided thereby.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Kolben des serienmäßigen Dieselmotors durch Kolben ersetzt werden, welche für eine Flüssiggasverbrennung optimiert sind. Bei einem umgerüsteten Verbrennungsmotor ist hierbei die Geometrie der Kolben des Verbrennungsmotors für eine Verbrennung von Flüssiggas ausgebildet. So ist insbesondere eine spezielle Kolbenmulde vorgesehen, welche eine optimale Verbrennung des Flüssiggases sichert.It is also advantageous if the pistons of the standard diesel engine are replaced by pistons, which are optimized for liquefied gas combustion. In a converted internal combustion engine in this case is the geometry of the pistons of the internal combustion engine for the combustion of LPG educated. Thus, in particular a special piston recess is provided, which ensures optimal combustion of the liquefied gas.

Für die nachträgliche Anordnung einer Zündanlage ist es vorteilhaft, wenn Bohrungen für Zündkerzen in einen Zylinderkopf des serienmäßigen Dieselmotors eingebracht sind. Diese werden im Bereich der Dieseleinspritzdüse sowie des Wassermantels eingearbeitet.For the subsequent arrangement of an ignition system, it is advantageous if holes for spark plugs are introduced into a cylinder head of the standard diesel engine. These are incorporated in the area of the diesel injection nozzle and the water jacket.

Um eine Abdichtung zwischen Wasser, Öl und der Zündkerze zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn in die Bohrungen eine Buchse eingesetzt, vorzugsweise eingeschraubt, ist.In order to ensure a seal between water, oil and the spark plug, it is advantageous if a bush is inserted into the bores, preferably screwed.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn dem Verbrennungsmotor ein OT-Geber zur Überwachung der Drehposition des Motors zugeordnet ist. Dieser kann beispielsweise als Kurbelwelleninduktivsensor ausgebildet sein.Furthermore, it is advantageous if the internal combustion engine is assigned an OT transmitter for monitoring the rotational position of the engine. This can for example be designed as a crankshaft inductive sensor.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn dem Verbrennungsmotor im Abgasstrang eine Lambdasonde zugeordnet ist, welche eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses ermöglicht.Furthermore, it is advantageous if the internal combustion engine in the exhaust system is assigned a lambda probe, which allows a regulation of the combustion air ratio.

Weitere Vorteile werden anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Figur 1
eine schematische Übersichtsdarstellung der Gemischregulierung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors sowie
Figur 2
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuergerätes als Funktionsschaltbild.
Further advantages will be described with reference to the embodiments illustrated below. Show it:
FIG. 1
a schematic overview of the mixture control of an internal combustion engine according to the invention and
FIG. 2
a schematic representation of a control device according to the invention as a functional diagram.

Figur 1 zeigt eine Anlage zur Gemischregulierung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors in einer schematischen Darstellung. Die serienmäßige Einrichtung 1 zur Motorsteuerung ist hierbei mit einer Strichlinie umfasst. Diese umfasst ein Dieselmotorsteuergerät 2, welches steuerungsmäßig mit einem Pedalwertgeber 3 verbunden ist und aus der Fahrpedalstellung zusammen mit weiteren Eingangsgrößen die einzuspritzende Kraftstoffmenge ermittelt. Das Dieselmotorsteuergerät 2 steht in ständigem Austausch mit einem Getriebesteuergerät 4, welches ein Getriebe 5 entsprechend der Informationen einer Schaltung 6 des Fahrzeuges ansteuert. Weiterhin ist das Getriebesteuergerät 4 mit einer Kupplung 11 verbunden.Figure 1 shows a system for mixture regulation of an internal combustion engine according to the invention in a schematic representation. The standard device 1 for engine control is hereby included with a dashed line. These includes a diesel engine control unit 2, which is connected in terms of control with a pedal encoder 3 and determines the fuel quantity to be injected from the accelerator pedal position together with other input variables. The diesel engine control unit 2 is in constant communication with a transmission control unit 4, which controls a transmission 5 according to the information of a circuit 6 of the vehicle. Furthermore, the transmission control unit 4 is connected to a clutch 11.

Vorliegend ist als Verbrennungsmotor ein 6-Zylindermotor dargestellt, so dass das Dieselmotorsteuergerät sechs Ausgangssignale 7 ausgibt, welche in serienmäßigem Zustand des Dieselmotors als Einspritzsignale zur Ansteuerung der Einspritzelemente des Dieselmotors dienen.In the present case, a 6-cylinder engine is shown as an internal combustion engine, so that the diesel engine control unit outputs six output signals 7, which serve as injection signals for controlling the injection elements of the diesel engine in the standard state of the diesel engine.

Um einen Dieselmotor mit Flüssiggas betreiben zu können, ist eine Umrüstung des Dieselmotors auf das Otto-Verfahren notwendig. Hierzu ist erfindungsgemäße vorgesehen, dass dem Dieselmotor eine Zündanlage 9 zugeordnet wird. Hierzu werden in dem serienmäßigen Zylinderkopf des Dieselmotors (hier nicht dargestellt) im Bereich der Dieseleinspritzdüse und des Wassermantels entsprechende Bohrungen eingebracht, in welchen Zündkerzen anordenbar sind. In die nachträglich eingebrachten Bohrungen wird eine Buchse vorzugsweise eingeschraubt, in welche wiederum die Zündkerze einsetzbar ist. Hierdurch ist eine Abdichtung der Zündkerze möglich. Weiterhin ist, um die Kerzenbohrung zwischen Zylinderkopf und Ventildeckel vom Motoröl abzudichten, eine Buchse vorgesehen, welche in den Ventildeckel einsetzbar ist.In order to operate a diesel engine with LPG, a conversion of the diesel engine to the Otto process is necessary. For this purpose, the invention provides that the ignition system 9 is assigned to the diesel engine. For this purpose, corresponding holes are introduced in the standard cylinder head of the diesel engine (not shown here) in the region of the diesel injection nozzle and the water jacket, in which spark plugs can be arranged. In the subsequently introduced holes a bushing is preferably screwed, in which in turn the spark plug can be used. As a result, a seal of the spark plug is possible. Furthermore, in order to seal the candle bore between the cylinder head and valve cover from the engine oil, a socket is provided, which is insertable into the valve cover.

Weiterhin ist dem Dieselmotor ein Gasmotorsteuergerät 10 zugeordnet, um für den Betrieb mit Flüssiggas eine quantitative Gemischregulierung nach dem Otto-Verfahren zu ermöglichen. Der Dieselmotor wird hierzu im Ansaugstrang mit einer Drosselklappe 12 versehen, um die Zylinderfüllung regulieren zu können. Die Öffnung der Drosselklappe 12 wird hierbei vom Gasmotorsteuergerät 10 bestimmt. Zur Umrüstung des serienmäßigen Dieselmotors werden weiterhin spezielle Kolben 13 verwendet, welche über eine für die Verbrennung von Flüssiggas optimierte Kolbenmulde verfügen. Für die Umrüstung wird das Verdichtungsverhältnis des Motors wird erheblich reduziert, wodurch auch die Motorbelastung deutlich abnimmt. Der umgerüstete Motor verfügt weiterhin über einen Katalysator 14 sowie eine Lambdasonde 15, welche vorliegend vor dem Katalysator 14 angeordnet ist. Zusätzlich kann eine weitere Lambdasonde 15' nach dem Katalysator 14 angeordnet sein.Furthermore, the diesel engine is associated with a gas engine control unit 10 to allow for the operation with liquid gas quantitative mixture regulation by the Otto process. The diesel engine is this provided in the intake manifold with a throttle valve 12 to regulate the cylinder filling can. The opening of the throttle valve 12 is determined by the gas engine control unit 10. For conversion of the standard diesel engine Furthermore, special pistons 13 are used, which have an optimized for the combustion of LPG piston recess. For the conversion, the compression ratio of the engine is significantly reduced, which also significantly reduces the engine load. The retrofitted engine also has a catalytic converter 14 and a lambda probe 15, which in the present case is arranged in front of the catalytic converter 14. In addition, a further lambda probe 15 'may be arranged downstream of the catalytic converter 14.

Weiterhin sind verschiedene Sensoren vorgesehen, welche den Betriebszustand des Motors erfassen und als Signale an das Gasmotorsteuergerät 10 geben. So ist ein Temperatursensor 16 vorgesehen, welcher die Temperatur der Ansaugluft erfasst, ein Temperatursensor 17 zur Erfassung der Kühlwassertemperatur sowie ein Drucksensor 18 zur Messung des Saugrohrdrucks bzw. Überwachung einer Turboaufladung. Daneben ist ein OT-Geber 20 zur Überwachung der Drehposition des Motors angeordnet. Ein weiterer Sensor 21 kann zur Überwachung der Nockenwellenposition vorgesehen sein. Darüber hinaus sind in bekannter Weise Sensoren zur Überwachung von Öldruck und Öltemperatur wie des Gasdruck und des Flüssiggasstandes (hier nicht dargestellt) vorhanden.Furthermore, various sensors are provided which detect the operating state of the engine and give as signals to the gas engine control unit 10. Thus, a temperature sensor 16 is provided, which detects the temperature of the intake air, a temperature sensor 17 for detecting the cooling water temperature and a pressure sensor 18 for measuring the intake manifold pressure or monitoring a turbocharging. In addition, an OT transmitter 20 for monitoring the rotational position of the engine is arranged. Another sensor 21 may be provided for monitoring the camshaft position. In addition, sensors for monitoring oil pressure and oil temperature such as the gas pressure and the liquid gas level (not shown here) are available in a known manner.

Die Zufuhr des Flüssiggases erfolgt über Einblasventile 22, welche durch das Gasmotorsteuergerät 10 angesteuert werden und in dem Saugrohr angeordnet sind. Anstelle von Einblasventilen 22 können auch Einspritzsysteme zur Flüssiggaseinspritzung verwendet werden. Flüssiggastanksysteme können in bekannter Weise bei Bussen unterflur oder aber auch auf dem Dach montiert werden. Bei Lastkraftwagen ist daneben auch eine Montage an einem seitlichen Rahmen möglich.The supply of the liquefied gas via injection valves 22, which are controlled by the gas engine control unit 10 and are arranged in the intake manifold. Instead of injection valves 22 injection systems can be used for LPG injection. Liquefied gas tank systems can be mounted in a known manner on buses underfloor or even on the roof. In trucks next to a mounting on a side frame is possible.

Vorteilhaft bei der Umrüstung von Dieselmotoren ist es hierbei, dass das serienmäßig vorhandene Dieselmotorsteuergerät 2 erhalten bleibt und somit auch alle sicherheitsrelevanten Abläufe, wie z. B. ein ABS-Eingriff, weiterhin voll funktionsfähig bleiben. Um das Dieselmotorsteuergerät 2 erhalten zu können, ist erfindungsgemäß ein weiteres Steuergerät 25 vorgesehen, welches die Mengeninformation bzw. die Einspritzsignale des Dieselmotorsteuergerätes 2 in eine Eingangsgröße 26 für das Gasmotorsteuergerät 10 umsetzt, welches hieraus wiederum eine Öffnungsinformation für die Drosselklappe 12 bildet.An advantage of the conversion of diesel engines here is that the standard existing diesel engine control unit 2 is maintained and thus all safety-related processes such. B. an ABS intervention, remain fully functional. To get the diesel engine control unit 2 too can, according to the invention, a further control device 25 is provided, which converts the amount information or the injection signals of the diesel engine control unit 2 into an input variable 26 for the gas engine control unit 10, which in turn forms an opening information for the throttle valve 12.

Eine schematische Darstellung des Steuergerätes 25 als Funktionsschaltbild zeigt Figur 2. Das erfindungsgemäße Steuergerät 25 umfasst eine elektronische Schaltung 26, mittels welcher eine oder mehrere Ausgangsgrößen 7 des Dieselmotorsteuergerätes 2 in eine Eingangsgröße 26 des Gasmotorsteuergerätes 10 umsetzbar sind. Das Steuergerät 25 verfügt hierzu über vorzugsweise 6 Eingangsstufen 27 sowie eine Einrichtung zur Signalkonditionierung 28, welche die Eingangsgrößen 8 des Steuergeräts 25 bzw. die Ausgangsgrößen 7 des Dieselmotorsteuergerätes 2 aufbereitet. Nach Verarbeitung in der elektronischen Schaltung 24 wird über ein Ausgabemodul 29 die Ausgangsgröße des Steuergerätes 25 ausgegeben.A schematic representation of the control unit 25 as a functional diagram is shown in FIG 2. The control device 25 according to the invention comprises an electronic circuit 26, by means of which one or more output variables 7 of the diesel engine control unit 2 in an input variable 26 of the gas engine control unit 10 can be implemented. For this purpose, the control unit 25 has preferably 6 input stages 27 and a signal conditioning device 28 which processes the input variables 8 of the control unit 25 and the output variables 7 of the diesel engine control unit 2. After processing in the electronic circuit 24, the output variable of the control unit 25 is output via an output module 29.

Ausgangsgrößen 7 des Dieselsteuergerätes sind hierbei die Einspritzsignale für die sechs Zylinder des dargestellten 6-Zylindermotors. Das Steuergerät 25 erfasst hierbei die Periodendauer der Einspritzsignale, um hieraus eine Dieseleinspritzmenge zu ermitteln. Eine Auswertung der Einspritzmenge ist hierbei für alle sechs Eingangsstufen 27 möglich. Vorzugsweise ermittelt das Steuergerät 25 die Dieseleinspritzmenge jedoch aus den Einspritzsignalen von bis zu vier frei wählbaren Zylindern. Hieraus wird bevorzugt für die weitere Verarbeitung in der elektronischen Schaltung 24 ein Mittelwert gebildet, welcher den aktuellen Fahrzustand wiedergibt. Hierbei ist darauf zu achten, dass mit einer ausreichend hohen Abtastrate gemessen wird.Output variables 7 of the diesel control unit here are the injection signals for the six cylinders of the illustrated 6-cylinder engine. The control unit 25 detects the period of the injection signals in order to determine from this a diesel injection quantity. An evaluation of the injection quantity is possible for all six input stages 27. Preferably, however, the controller 25 determines the diesel injection amount from the injection signals of up to four freely selectable cylinders. From this, an average value is preferably formed for the further processing in the electronic circuit 24, which represents the current driving state. Care must be taken to measure at a sufficiently high sampling rate.

Entsprechend der aus den Ausgangssignalen 7 des Dieselsteuergerätes 2 ermittelten Dieseleinspritzmenge wird durch das Ausgabemodul 29 eine analoge Gleichspannung ausgegeben, welche zur ermittelten Dieseleinspritzmenge proportional ist. Diese liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 5 Volt und bildet gleichzeitig eine Eingangsgröße 26 für das Gasmotorsteuergerät 10. Das Eingangssignal 26 für das Gasmotorsteuergerät 10 ersetzt somit das Signal eines Pedalwertgebers 3.According to the diesel injection quantity determined from the output signals 7 of the diesel control unit 2, an analog DC voltage is output by the output module 29, which is proportional to the determined amount of diesel injection. This is preferably in the range of 0 to 5 volts and simultaneously forms an input variable 26 for the gas engine control unit 10. The input signal 26 for the gas engine control unit 10 thus replaces the signal of a pedal value transmitter 3.

Als Pedalwertgeber 3 wird vorzugsweise ein Pedalwertgeber 3 mit einem Doppelpotentiometer verwendet, wodurch sowohl die Ansteuerung der Drosselklappe als auch eine Fehlerüberwachung möglich ist. Ein derartiges Doppelpotentiometer kann durch das Ausgeben einer weiteren Ausgangsgröße durch das Ausgabemodul nachgebildet werden, wobei eine der Eingangsgröße 26 des Gasmotorsteuergerätes 10 gegenläufige Gleichspannung 26' , im Bereich von 5 bis 0 Volt ausgebeben wird.As Pedalwertgeber 3 is preferably a pedal encoder 3 is used with a double potentiometer, whereby both the control of the throttle and an error monitoring is possible. Such a double potentiometer can be emulated by outputting a further output variable by the output module, wherein one of the input variable 26 of the gas engine control unit 10 opposite DC voltage 26 ', in the range of 5 to 0 volts is given out.

Als weitere Ausgangsgröße des Steuergerätes 25 ist durch das Ausgabemodul 29 ein Einspritzsignal 30 für ein Additiveinspritzventil 31 ausgebbar. Die Einspritzung des Additivs erfolgt nach einer vorgebbaren Anzahl an Umdrehungen der Kurbelwelle. Die Informationen über die Umdrehungen der Kurbelwelle erhält das Steuergerät 25 aus den Einspritzsignalen eines Zylinders. Bei einem Viertaktdieselmotor erfolgt die Einspritzung des Additivs vorzugsweise alle 720°. Weiterhin ist auch die Einspritzdauer des Additivs in der elektronischen Schaltung 24 programmierbar. Zusätzlich ist ein Fehlersignal 33 zur Ansteuerung einer Signallampe 34 im Fehlerfall ausgebbar.As a further output variable of the control unit 25, an injection signal 30 for an additive injection valve 31 can be output by the output module 29. The injection of the additive takes place after a predefinable number of revolutions of the crankshaft. The information about the revolutions of the crankshaft receives the control unit 25 from the injection signals of a cylinder. In a four-stroke diesel engine, the injection of the additive preferably takes place every 720 °. Furthermore, the injection duration of the additive in the electronic circuit 24 is programmable. In addition, an error signal 33 for controlling a signal lamp 34 can be output in the event of an error.

Um das Dieselmotorsteuergerät 2 trotz der Umrüstung fehlerfrei weiter betreiben zu können, müssen die Eingangsstufen 27 dieselben elektrischen Kennwerte wie die serienmäßigen Dieseleinspritzelemente haben, wie durch die Pfeile 33 dargestellt.In order to be able to operate the diesel engine control unit 2 without errors despite the conversion, the input stages 27 must have the same electrical characteristics as the standard diesel injection elements, as shown by the arrows 33.

Neben der Ermittlung der Dieseleinspritzmenge aus den Ausgangssignalen 7 des Dieselmotorsteuergerätes 2 wird durch die elektronische Schaltung 24 auch die Drehzahl des Motors errechnet. Diese wird zusammen mit der Periodendauer der Einspritzsignale für die Ermittlung der Gleichspannung zur Ansteuerung der Drosselklappe 12 verwendet. Der Zusammenhang zwischen der Periodendauer der Einspritzsignale, der Drehzahl und der Ausgangsspannung ist vorzugsweise in einem Kennfeld in der elektronischen Schaltung 24 hinterlegt. Dieses ist vorzugsweise frei programmierbar.In addition to determining the amount of diesel injection from the output signals 7 of the diesel engine control unit 2, the electronic circuit 24 also calculates the engine speed. This is used together with the period of the injection signals for the determination of the DC voltage for driving the throttle valve 12. The connection between the period of the injection signals, the speed and the output voltage is preferably stored in a map in the electronic circuit 24. This is preferably freely programmable.

Das Steuergerät 25 verfügt weiterhin über eine Schnittstelle 35 für einen externen Rechner 36. Durch den externen Rechner 36 ist mit Hilfe einer Applikationssoftware 37 der Zusammenhang zwischen Periodendauer, Drehzahl und der Ausgangsspannung programmierbar. Ebenso ist über die Applikationssoftware 37 die Einspritzdauer sowie die Häufigkeit der Einspritzung des Additivs einstellbar. Eine derartige Änderung der Parameter der elektronischen Schaltung 24 ist hierbei vorzugsweise auch während des Fahrbetriebes möglich. Über die Schnittstelle 35 ist hierbei eine bidirektionale Kommunikation möglich, wobei von der elektronischen Schaltung 24 ständig die aktuelle Periodendauer der Einspritzmenge des Dieselmotorsteuergerätes 2, die aktuelle Motordrehzahl sowie die aktuelle Ausgangsspannung zum Gasmotorsteuergerät 10 gesendet werden. Zusätzlich sind mit der Applikationssoftware 37 der Zählerstand der Kurbelwellenumdrehungen, die Additiveinspritzdauer sowie gegebenenfalls ein Fehlerstatus übermittelbar.The control unit 25 further has an interface 35 for an external computer 36. By the external computer 36 with the aid of an application software 37, the relationship between period, speed and the output voltage can be programmed. Likewise, the injection duration and the frequency of injection of the additive can be set via the application software 37. Such a change of the parameters of the electronic circuit 24 is preferably also possible during the driving operation. Via the interface 35 in this case a bidirectional communication is possible, from the electronic circuit 24 constantly the current period of the injection quantity of the diesel engine control unit 2, the current engine speed and the current output voltage to the gas engine control unit 10 are sent. In addition, with the application software 37, the count of the crankshaft revolutions, the additive injection duration and optionally an error status can be transmitted.

In der Applikationssoftware 37 sind neben Änderungen des Kennfelds sowie der Parametrierung der Additiveinspritzung auch die Auswahl der vier zur Auswertung der Einspritzsignale herangezogenen Zylinder zu bestimmen und über die Schnittstelle 35 an die elektronische Schaltung 24 zu übermitteln. Das in der elektronischen Schaltung 24 hinterlegte Kennfeld weist hierbei vorzugsweise mehrere, von einem Lastzustand des Motors abhängige Bereiche auf, welche unabhängig voneinander einstellbar sind.In the application software 37, in addition to changes in the characteristic map and the parameterization of the additive injection, the selection of the four cylinders used for evaluating the injection signals is to be determined and transmitted via the interface 35 to the electronic circuit 24. In this case, the characteristic map stored in the electronic circuit 24 preferably has a plurality of regions which are dependent on a load state of the engine and which can be set independently of one another.

Vorzugsweise weist das Steuergerät 25 sechs Eingangsstufen 27 auf und ist zum Betrieb mit einem 6-Zylindermotor vorgesehen. Abwandlungen der Zahl der Eingangsstufen 27 sowie der Zahl der ausgewerteten Ausgangssignale 7 sind jedoch ebenso möglich. Das hier dargestellte Steuergerät 25 kann jedoch ebenso für 4-Zylindermotoren eingesetzt werden, wobei die Einspritzsignale aller vier Zylinder ausgewertet werden können oder aber auch frei programmierbar nur die von zwei Zylindern. Um einen 8-Zylindermotor betreiben zu können, können beispielsweise zwei Steuergeräte 25 jeweils im 4-Zylindermodus verwendet werden. Das Eingangssignal 26 für das Gasmotorsteuergerät 10 wird hierbei nur von einem einzigen Steuergerät 25 gebildet.Preferably, the controller 25 has six input stages 27 and is provided for operation with a 6-cylinder engine. Modifications of the number of input stages 27 and the number of evaluated output signals 7 are also possible. However, the control unit 25 shown here can also be used for 4-cylinder engines, wherein the injection signals all four cylinders can be evaluated or freely programmable only those of two cylinders. In order to operate an 8-cylinder engine, for example, two control units 25 may each be used in 4-cylinder mode. The input signal 26 for the gas engine control unit 10 is formed here only by a single control unit 25.

Die elektronische Schaltung 24 ist vorzugsweise echtzeitfähig, um Änderungen in den Einspritzsignalen ohne Zeitverzögerungen in eine Änderung der Drosselklappenstellung umsetzen zu können.The electronic circuit 24 is preferably real-time capable to implement changes in the injection signals without time delays in a change in the throttle position.

Um gefährliche Betriebzustände zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät 25 mit einer Sicherheitseinrichtung versehen ist. Durch diese muss gewährleistet werden, dass die durch das Ausgabemodul 29 ausgegebene Gleichspannung nicht fehlerhaft auf einem zu großen Wert stehen bleibt, um unkontrollierte Betriebszustände des Motors zu vermeiden. Im Fehlerfall muss die Ausgangsspannung durch die Sicherheitseinrichtung immer auf Null gesetzt werden, wodurch der Motor in den Leerlauf geht.To avoid dangerous operating conditions, it is advantageous if the control unit 25 is provided with a safety device. It must be ensured by this that the DC voltage output by the output module 29 does not erroneously remain at too high a value in order to avoid uncontrolled operating states of the motor. In the event of a fault, the output voltage must always be set to zero by the safety device, causing the motor to idle.

Mittels des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors sowie des erfindungsgemäßen Steuergerätes 25 ist es möglich, einen serienmäßigen Dieselmotor für den Betrieb mit Flüssiggas derart umzurüsten, dass dieser sehr wirtschaftlich betrieben werden kann. Hierdurch sind erhebliche Verbesserungen in Bezug auf die Abgasemission und Feinstaub möglich. Das serienmäßige Dieselmotorsteuergerät 2 kann hierbei erhalten bleiben, so dass wesentliche Fahrzeugfunktionen wie beispielsweise ABS weiterhin zur Verfügung stehen.By means of the internal combustion engine according to the invention and the control device 25 according to the invention, it is possible to convert a standard diesel engine for operation with LPG in such a way that it can be operated very economically. As a result, significant improvements in terms of exhaust emissions and particulate matter are possible. The standard diesel engine control unit 2 can be maintained in this case, so that essential vehicle functions such as ABS are still available.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen und Kombinationen im Rahmen der Patentansprüche fallen ebenfalls unter die Erfindung.The invention is not limited to the illustrated embodiments. Variations and combinations within the scope of the claims also fall under the invention.

Claims (32)

Verbrennungsmotor, insbesondere zum Antrieb von Nutzfahrzeugen, welcher mit Flüssiggas nach dem Ottoverfahren betrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor ein für den monovalenten Flüssiggasbetrieb umgerüsteter, serienmäßiger Dieselmotor mit einem Dieselmotorsteuergerät (2) ist.Internal combustion engine, in particular for driving commercial vehicles, which is operated with liquefied gas according to the Ottover method, characterized in that the internal combustion engine is a standard diesel engine with a diesel engine control unit (2) which has been converted for monovalent liquefied gas operation. Verbrennungsmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dieselmotor eine Zündanlage (9) und ein Gasmotorsteuergerät (10) zugeordnet ist und dem Dieselmotor weiterhin ein elektronisches Steuergerät (25) zugeordnet ist, welches eine Ausgangsgröße (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2) in eine Eingangsgröße (26) des Gasmotorsteuergeräts (10) umsetzt.Internal combustion engine according to the preceding claim, characterized in that the diesel engine is associated with an ignition system (9) and a gas engine control unit (10) and the diesel engine is further associated with an electronic control unit (25) having an output variable (7) of the diesel engine control unit (2) in an input variable (26) of the gas engine control unit (10) converts. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verbrennungsmotor eine Drosselklappe (12) zugeordnet ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the engine is associated with a throttle valve (12). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors gegenüber dem des serienmäßigen Dieselmotors reduziert ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the compression ratio of the internal combustion engine is reduced compared to that of the standard diesel engine. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geometrie der Kolben (13) des Verbrennungsmotors, insbesondere eine Kolbenmulde, für eine Verbrennung von Flüssiggas ausgebildet ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a geometry of the pistons (13) of the internal combustion engine, in particular a piston recess, for a combustion of liquid gas is formed. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrungen für Zündkerzen in einen Zylinderkopf des serienmäßigen Dieselmotors nachträglich eingebracht sind.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that bores for spark plugs are subsequently introduced into a cylinder head of the standard diesel engine. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bohrungen eine Buchse eingesetzt ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a bushing is inserted into the bores. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verbrennungsmotor ein OT-Geber (20) zur Überwachung der Drehposition des Motors zugeordnet ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the engine is associated with an OT transmitter (20) for monitoring the rotational position of the engine. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verbrennungsmotor wenigstens eine Lambda-Sonde (15, 15') zugeordnet ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is associated with at least one lambda probe (15, 15 '). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der serienmäßige Dieselmotor ein Achtzylindermotor ist, welchem zwei Steuergeräte (25) zugeordnet sind.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the standard diesel engine is an eight-cylinder engine, which are associated with two control devices (25). Steuergerät (25) zum monovalenten Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Flüssiggas nach dem Ottoverfahren, wobei der Verbrennungsmotor ein serienmäßiger Dieselmotor mit einem elektronischen Dieselmotorsteuergerät (2) ist, welchem zusätzlich ein Gasmotorsteuergerät (10) zugeordnet ist, wobei das Steuergerät (25) eine elektronische Schaltung (24) aufweist zur Umsetzung wenigstens einer Ausgangsgröße (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2) in eine Eingangsgröße (26) des Gasmotorsteuergeräts (10).Control unit (25) for the monovalent operation of an internal combustion engine with LPG according to the Ottover method, wherein the internal combustion engine is a standard diesel engine with an electronic diesel engine control unit (2), which is additionally assigned a gas engine control unit (10), wherein the control unit (25) has an electronic circuit ( 24) for converting at least one output variable (7) of the diesel engine control unit (2) into an input variable (26) of the gas engine control unit (10). Steuergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausgangsgröße (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2) ein Einspritzsignal eines Zylinders des Dieselmotors ist.Control unit according to the preceding claim, characterized in that the at least one output variable (7) of the diesel engine control unit (2) is an injection signal of a cylinder of the diesel engine. Steuergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Schaltung (24) vier Ausgangsgrößen (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2), insbesondere Einspritzsignale von vier Zylindern des Dieselmotors, verarbeitbar sind.Control unit according to the preceding claim, characterized in that by means of the electronic circuit (24) four output variables (7) of the diesel engine control unit (2), in particular injection signals of four cylinders of the diesel engine, are processable. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (25) bis zu sechs Eingangsstufen (27) aufweist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (25) has up to six input stages (27). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsstufen (27) des Steuergeräts (25) in ihren elektrischen Eigenschaften den serienmäßigen Einspritzelementen des Dieselmotors entsprechen.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the input stages (27) of the control unit (25) correspond in their electrical properties to the standard injection elements of the diesel engine. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Schaltung (24) aus der/den Ausgangsgröße(n) (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2) eine Dieseleinspritzmenge ermittelbar ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the electronic circuit (24) from the / the output variable (s) (7) of the diesel engine control unit (2) a diesel injection quantity can be determined. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Schaltung (24) aus der/den Ausgangsgröße(n) (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2) die Drehzahl des Motors ermittelbar ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the electronic circuit (24) from the / the output variable (s) (7) of the diesel engine control unit (2), the speed of the motor can be determined. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (25) ein Ausgabemodul (29) für Ausgangsgrößen (26, 26', 30, 33) des Steuergeräts (25) aufweistControl device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (25) has an output module (29) for output variables (26, 26 ', 30, 33) of the control device (25) Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsgröße (26, 26', 30, 33) des Steuergeräts (25) eine analoge Gleichspannung ist, welche eine Eingangsgröße (26) des Gasmotorsteuergeräts (10) bildet.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that an output variable (26, 26 ', 30, 33) of the control device (25) is an analog DC voltage which forms an input variable (26) of the gas engine control unit (10). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Gleichspannung proportional einer mittels der elektronischen Schaltung (24) ermittelten Dieseleinspritzmenge ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the analog DC voltage is proportional to a diesel injection quantity determined by means of the electronic circuit (24). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsgröße des Steuergeräts (25) eine zu der analogen Gleichspannung gegenläufige Gleichspannung (26') ist.Control device according to one of the preceding claims, characterized in that an output variable of the control device (25) is a DC voltage (26 ') which is opposite to the analog DC voltage. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsgröße des Steuergeräts (25) ein Einspritzsignal (30) für ein Additiveinspritzventil (31) ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that an output variable of the control device (25) is an injection signal (30) for an additive injection valve (31). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzsignal (30) für das Additiveinspritzventil (31) in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen ausgebbar ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the injection signal (30) for the additive injection valve (31) can be output as a function of a predefinable number of crankshaft revolutions. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Ausgabemoduls (29) ein Fehlersignal (33) ausgebbar ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that an error signal (33) can be output by means of the output module (29). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (25) eine Schnittstelle (35) für einen externen Rechner (36) aufweist.Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (25) has an interface (35) for an external computer (36). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (24) mittels einer Applikationssoftware (37) durch den externen Rechner (36) programmierbar ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit (24) by means of an application software (37) by the external computer (36) is programmable. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektronischen Schaltung (24) ein Kennfeld hinterlegt ist zur Umsetzung der Ausgangsgröße(n) (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2) in eine Eingangsgröße (26) des Gasmotorsteuergeräts (10).Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that in the electronic circuit (24) a map is stored for converting the output variable (s) (7) of the diesel engine control unit (2) into an input variable (26) of the gas engine control unit (10). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (24) während des Fahrbetriebs veränderbar ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit (24) is variable during driving operation. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (24) echtzeitfähig ist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit (24) is real-time capable. Verfahren zum Umrüsten eines nach dem Dieselverfahren betriebenen Verbrennungsmotors mit einem Dieselmotorsteuergerät (2) auf einen Betrieb mit Flüssiggas nach dem Ottoverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselmotor mit einer Zündanlage (9) und einem Gasmotorsteuergerät (10) versehen wird und dem Dieselmotor ein elektronisches Steuergerät (25) zugeordnet wird, welches eine Ausgangsgröße (7) des Dieselmotorsteuergeräts (2) in eine Eingangsgröße (26) des Gasmotorsteuergeräts (10) umsetzt.A method of converting a running according to the diesel combustion engine with a diesel engine control unit (2) to operate with LPG after the Ottover method, characterized in that the diesel engine with an ignition system (9) and a gas engine control unit (10) is provided and the diesel engine, an electronic control unit (25) is assigned, which converts an output variable (7) of the diesel engine control unit (2) into an input variable (26) of the gas engine control unit (10). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis des serienmäßigen Dieselmotors reduziert wird.Method according to the preceding claim, characterized in that the compression ratio of the standard diesel engine is reduced. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Kolben (13) des serienmäßigen Dieselmotors durch Kolben (13) ersetzt werden, welche für eine Flüssiggasverbrennung optimiert sind.Method according to the preceding claim, characterized in that pistons (13) of the standard diesel engine are replaced by pistons (13) which are optimized for liquefied gas combustion.
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